Задачи на тему Расчет теплоотдачи конвекцией с поверхностей электрических аппаратов. Расчет теплоотдачи излучением и конвекцией.

Содержание:

Введение:

Заключение:

Фрагмент текста работы:

ЗАДАЧА
1.4.11

Условие
задачи

Определить величину
допустимой плотности тока в медной круглой шине диаметром , расположенной концентрично в стальной трубе, размеры
которой  и . Между поверхностью шины и трубы - глубокий вакуум.
Максимальная температура поверхности шины по техническим условиям не должна
быть выше , а температура внутренней поверхности стальной трубы . Поверхность трубы покрыта белым лаком, поверхность шины –
черным матовым лаком. Решение
задачи

По условиям задачи
конвективный теплообмен и теплообмен посредством теплопроводности в системе
шины и трубки отсутствуют. Теплообмен происходит только посредством излучения. Выделившееся
на шине, в соответствии с законом Джоуля-Ленца, тепло рассеивается посредством
излучения по закону Стефана-Больцмана. Вычислим величину тепловой мощности на
шине и мощность теплового излучения.

Площадь поперечного
сечения шины:, где  - диаметр шины.

Площадь поверхности шины, где  - длина системы «шина-труба».

Тепловая мощность,
которая индуцируется в шине по закону Джоуля-Ленца: , где  - плотность
электрического тока, , - удельное сопротивление меди .

Площадь внутренней поверхности
шины , где  - внутренний диаметр
трубки, м.

Найдем угловые
коэффициенты для шины и трубки для оценки приведенной степени черноты системы:

 - угловой коэффициент
для направления шина-труба;

 - угловой коэффициент
для направления труба-шина.

Рассчитаем приведенную
степень черноты в системе двух серых тел: - степень черноты
поверхности шины («черный матовый лак», )

 - степень черноты
поверхности трубы («белый лак», )

Запишем баланс энергии
при пропускании тока через шину, учитывая, что потери энергии отсутствуют, а
шина охлаждается только за счет излучения:

, перепишем это выражение в виде:

 и выразим плотность
тока: - постоянная
Стефана-Больцмана.